李 強(qiáng)，蘇二虎，陳廣平，趙曉宇，賈利敏，馮小慧，王雪嬌

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古尼爾基鎮(zhèn) 162850）

隨著土地利用率的不斷提高，農(nóng)田連年耕作種植，導(dǎo)致大量元素富集而微量元素缺失，引起的脅迫環(huán)境對大豆生長發(fā)育影響顯著，成為大豆減產(chǎn)和品質(zhì)降低的主要因素[1-3]。硼是作物必需的微量營養(yǎng)元素之一，對穩(wěn)定細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和維持細(xì)胞生命活動(dòng)具有重要的作用，如碳水化合物運(yùn)輸以及蛋白質(zhì)、核酸合成等[4-5]，所以缺少硼元素的環(huán)境中，大豆的正常生理代謝活動(dòng)受到影響，會造成花而不實(shí)、花莢脫落等現(xiàn)象的發(fā)生[6-7]。內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市主要為黑土地，有機(jī)質(zhì)含量比較高，但有效硼含量平均值均在臨界值以下[8]。雖然改變土壤理化性質(zhì)使土壤適應(yīng)作物的生長，從而提高大豆品質(zhì)和產(chǎn)量，但土壤理化性狀的改變涉及很多方面，大量施用化肥帶來環(huán)境污染和生態(tài)失衡等問題[9-10]。在大豆生長發(fā)育過程中，硼等微量元素肥料與大量元素化肥的合理配合施用，對大豆產(chǎn)量的提高及品質(zhì)的改善作用明顯，具有重要的生產(chǎn)實(shí)際意義，是持續(xù)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的新方向。因此，本試驗(yàn)在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗進(jìn)行不同生育時(shí)期增施硼肥的篩選試驗(yàn)，分析不同生育時(shí)期增施硼肥對農(nóng)藝性狀、光合物質(zhì)產(chǎn)能、品質(zhì)、產(chǎn)量指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益的差異與相互關(guān)系，初步確定大豆增施硼肥的最佳生育時(shí)期，為下一步當(dāng)?shù)卮蠖狗N植生產(chǎn)提供技術(shù)支持，并為大豆水肥管理提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年4—10月在內(nèi)蒙古大興安嶺南麓地區(qū)莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗尼爾基鎮(zhèn)小莫丁村進(jìn)行，該地區(qū)屬中溫帶半濕潤型大陸性氣候，四季氣候變化明顯。年平均氣溫1～3℃，年溫差大，日溫差也大，無霜期為115～120 d，日照平均為1 100 h，年均降水量為450～520 mm，降水主要集中在夏季，占全年降水量的50%以上。緯度為48°28′N，經(jīng)度為124°30′E，平均海拔為400 m，地勢平坦，土壤有機(jī)質(zhì)含量31.74 g/kg、堿解氮含量45.75 mg/kg、有效磷含量10.19 mg/kg、速效鉀含量114.21 mg/kg、土壤有效硼含量0.45 mg/kg。試驗(yàn)地前茬作物為玉米，地塊長期進(jìn)行土壤常規(guī)耕作。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)品種為蒙科豆9號，設(shè)置常規(guī)施肥（CK）、開花期噴灑硼砂溶液（BR1）、結(jié)莢期噴灑硼砂溶液（BR3）、鼓粒期噴灑硼砂溶液（BR5）、開花期與結(jié)莢期噴灑硼砂溶液（BR1R3）5個(gè)處理。密度為36 萬株/hm2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，行長10 m，行距0.65 m，6行區(qū)，小區(qū)面積為39 m2，其他水肥管理同常規(guī)大田生產(chǎn)。硼砂溶液濃度為0.2%，用量為130 g/hm2。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 干物質(zhì)積累 于苗期（V3）、開花期（R2）、結(jié)莢期（R4）、鼓粒期（R6）、成熟期（R8），每小區(qū)選擇長勢均勻的連續(xù)取5株，采用烘干法測量，結(jié)果取平均值[11]。

1.3.2 SPAD值 于苗期（V3）、開花期（R2）、結(jié)莢期（R4）、鼓粒期（R6），每小區(qū)測量連續(xù)20株，采用SPAD-502 葉綠素儀測定，結(jié)果取平均值。

1.3.3 農(nóng)藝性狀 于苗期（V3）、開花期（R2）、結(jié)莢期（R4）、鼓粒期（R6）、成熟期（R8）進(jìn)行田間調(diào)查，調(diào)查生育日數(shù)、花色、葉形等指標(biāo)；大豆成熟時(shí)，每品種分別取連續(xù)10株有代表性植株進(jìn)行考種，記錄株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒重和百粒重。

1.3.4 品質(zhì)指標(biāo) 收獲后，利用瑞典波通DA7200 谷物整粒近紅外分析儀進(jìn)行脂肪、蛋白質(zhì)含量的測定。

1.3.5 產(chǎn)量 大豆成熟時(shí)，各試驗(yàn)品種全區(qū)收獲，進(jìn)行小區(qū)實(shí)際測產(chǎn)，換算成公頃產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2007 進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和繪制統(tǒng)計(jì)圖表，選用SPSS 20.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆不同處理下農(nóng)藝性狀比較分析

由表1可知，各處理間營養(yǎng)生長、生殖生長與生育日數(shù)差異不顯著（P＞0.05），變幅較小，平均值分別為36 d、79 d 和116 d，變異系數(shù)趨近1.0%，說明在大豆開花期、結(jié)莢期、鼓粒期增施硼肥對大豆全生育期影響不顯著。各處理株高變幅為63.2～65.4 cm，平均值為64.2 cm，BR1R3 處理顯著高于CK 處理（P＜0.05），其余各處理差異不顯著。不同處理的底莢高度表現(xiàn)為：CK 顯著高于BR1R3 處理（P＜0.05），其余各處理差異不顯著，底莢高度平均值為6.5 cm。主莖節(jié)數(shù)各處理差異不顯著（P＞0.05）。各處理的有效分枝數(shù)的表現(xiàn)為：BR1、BR3、BR1R3 顯著高于CK（P＜0.05），平均值為2.1個(gè)，BR1R3 有效分枝最大為2.4個(gè)，較CK顯著增加33.3%。株高、主莖節(jié)數(shù)的變異系數(shù)趨近1.0%，而底莢高度和有效分枝變異系數(shù)為5.9%、10.9%，說明在大豆生育后期增施硼肥對株高和主莖節(jié)數(shù)影響較小，對底莢高度和有效分枝數(shù)影響較大，在開花期和結(jié)莢期兩次增施硼肥效果最顯著。

表1 大豆不同處理下農(nóng)藝性狀比較分析

2.2 大豆不同生育時(shí)期增施硼肥干物質(zhì)積累量和SPAD值比較分析

2.2.1 大豆不同生育時(shí)期增施硼肥干物質(zhì)積累量比較分析 由圖1可知，各處理間干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為隨著生育時(shí)期的遞進(jìn)逐漸增加的趨勢。苗期（V3）各處理差異不顯著（P＞0.05），而在開花期（R2）、結(jié)莢期（R4）、鼓粒期（R6）和成熟期（R8）4個(gè)時(shí)期均表現(xiàn)為BR1R3>BR1>BR3>BR5>CK。開花期干物質(zhì)積累量BR1R3 顯著高于BR3、BR5、CK 處理（P＜0.05），與BR1 差異不顯著（P＞0.05），BR1R3較CK顯著增加12.5%。結(jié)莢期與鼓粒期BR1R3 干物質(zhì)積累量最多，顯著高于其余各處理（P＜0.05），較CK分別增加3.6%、3.4%。成熟期BR1R3 顯著高于BR3、BR5、CK 處理（P＜0.05），與BR1 差異不顯著（P＞0.05），BR1R3 較CK顯著增加3.8%。

2.2.2 大豆不同生育時(shí)期增施硼肥SPAD值比較分析 不同處理SPAD值差異比較結(jié)果見圖2，各處理隨著生育時(shí)期的遞進(jìn)SPAD值逐漸增加。苗期不同處理間差異不顯著（P＞0.05）。開花期、結(jié)莢期、鼓粒期3個(gè)時(shí)期BR1R3 處理與BR1 差異不顯著（P＞0.05），顯著高于CK（P＜0.05），分別增加7.2%、6.4%、5.7%，而BR1、BR3、BR5 與CK 差異不顯著（P＞0.05）。這說明大豆在開花期與結(jié)莢期兩次增施硼肥，葉綠素含量增加較多，開花期1次增施效果次之，結(jié)莢期與鼓粒期分別增施硼肥對SPAD值影響效果不顯著。

2.3 大豆不同處理下品質(zhì)指標(biāo)比較分析

由表2可知，BR1R3、BR1、BR3、BR5 處理與CK相比，蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、蛋脂總量差異均不顯著（P＞0.05），變幅較小，平均分別為39.4%、20.4%、59.7%，變異系數(shù)趨近1.0%。這說明開花期、結(jié)莢期、鼓粒期增施硼肥對大豆蛋白質(zhì)含量、脂肪含量影響不顯著，不能顯著提高蛋脂總量。

2.4 大豆不同處理下產(chǎn)量及其要素比較分析

由表3可知，大豆不同生育時(shí)期增施硼肥對產(chǎn)量的影響規(guī)律為：BR1R3 ＞BR1 ＞BR3 ＞BR5 ＞CK，BR1R3、BR1、BR3 與CK 相比差異顯著（P＜0.05），BR1R3 較CK顯著增加497 kg/hm2，BR1 較CK顯著增加329 kg/hm2，BR3 較CK顯著增加234 kg/hm2，BR5 與CK 差異不顯著（P＞0.05）。各處理單株莢數(shù)的變幅為32.5～41.6個(gè)，BR1R3、BR1 與CK 相比差異顯著（P＜0.05），較CK分別增加28.0%、15.1%，BR3、BR5 較CK差異不顯著（P＞0.05）。各處理單株粒數(shù)變幅為79.6～102.3粒，BR1R3、BR1 與CK 相比差異顯著（P＜0.05），較CK分別增加28.5%、18.5%，BR3、BR5 較CK差異不顯著（P＞0.05）。各處理單株粒重變幅為10.8～14.3 g，BR1R3、BR1 與CK 相比差異顯著（P＜0.05），較CK分別增加3.5、2.4 g，BR3、BR5 與CK相比差異不顯著（P＞0.05）。各處理百粒重差異不顯著（P＞0.05），變異系數(shù)為1.7%。各處理單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重與產(chǎn)量變異系數(shù)為9.8%、9.7%、10.4%、6.2%，說明不同生育時(shí)期增施硼肥對單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重與產(chǎn)量影響明顯，對百粒重影響較小，開花期、結(jié)莢期兩次增施硼肥效果最佳，開花期一次增施硼肥效果次之。

表2 大豆不同處理下品質(zhì)指標(biāo)比較分析 單位：%

2.5 大豆不同處理下經(jīng)濟(jì)效益比較分析

增施硼肥成本和施入的具體時(shí)間是困擾大豆種植戶的重要因素，本試驗(yàn)通過不同時(shí)期增施硼肥與傳統(tǒng)耕作比較投入產(chǎn)出比（表4），結(jié)果如下：不同處理間收入情況表現(xiàn)為：BR1R3>BR1>BR3>BR5>CK，BR1R3、BR1、BR3 較CK增效分別為15.5%、12.1%、7.0%，增收1 386.0、1 078.5、622.5元/hm2，BR5 處理較傳統(tǒng)耕作增效不佳。這說明在大豆開花期與結(jié)莢期兩次增施硼肥收益效果最佳，開花期一次增施硼肥效果次之。

表3 大豆不同處理下產(chǎn)量及其要素比較分析

表4 大豆不同處理下經(jīng)濟(jì)效益比較分析

3 結(jié)論與討論

硼是大豆必需的一種微量元素，在大豆體內(nèi)的含量不高，但不能缺乏，否則將造成大豆產(chǎn)量的降低。在大豆生長發(fā)育中硼的作用十分重要，參與碳水化合物在植物體內(nèi)的分配和運(yùn)轉(zhuǎn)、促進(jìn)分生組織的生長、促進(jìn)營養(yǎng)器官和生殖器官的生長、促進(jìn)早熟、增強(qiáng)抗逆性[12]。農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀是農(nóng)作物的主要育種性狀，是育種選擇辨別的主要指標(biāo)[13-15]，不同生育時(shí)期增施硼肥，大豆生育日數(shù)、主莖節(jié)數(shù)差異不顯著，株高BR1R3 處理顯著高于CK 處理，底莢高度CK 顯著高于BR1R3 處理（P＜0.05），有效分枝數(shù)BR1R3 較CK顯著增加33.3 %。底莢高度和有效分枝數(shù)變異系數(shù)均大于5 %，說明增施硼肥對低莢高度和有效分枝數(shù)影響較大，開花期+結(jié)莢期增施硼肥效果最顯著。朱寶國等[16]研究表明，大豆增施硼肥后，能夠顯著增加干物質(zhì)積累量和SPAD值，但本研究說明了開花期+結(jié)莢期兩次增施硼肥效果最顯著，鼓粒期增施硼肥效果不顯著，BR1R3 開花期干物質(zhì)積累量和SPAD值增加最顯著，較CK增加12.5%、7.2%（P＜0.05），說明這個(gè)時(shí)期是大豆需肥關(guān)鍵期；土壤中各元素協(xié)調(diào)作用對作物體內(nèi)代謝與物質(zhì)積累起到關(guān)鍵作用，同時(shí)增施硼肥促進(jìn)了葉片的生長和養(yǎng)分的吸收，增加葉綠素含量，提高作物光合作用強(qiáng)度[17]。不同生育時(shí)期增施硼肥，對大豆蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、蛋脂總量差異均不顯著（P＜0.05）[16]，與本研究結(jié)果一致。增施硼肥能夠顯著增加大豆的單株莢數(shù)，減少無效莢數(shù)，提高結(jié)實(shí)率，從而提高大豆產(chǎn)量，這與陳建民等[18]的研究一致，但對百粒重影響不明顯。本研究還得出，BR1R3、BR1、BR3 較對照差異顯著（P＜0.05），分別增加了497、329、234 kg/hm2，開花期+結(jié)莢期兩次增施硼肥效果最顯著。本研究通過比較分析當(dāng)?shù)胤N植大豆投入與產(chǎn)出，得出BR1R3、BR1、BR3 較CK增效分別為15.5%、12.1%、7.0%，增收1 386.0、1 078.5、622.5元/hm2。

綜上所述，內(nèi)蒙古大興安嶺南麓地區(qū)大豆種植增施硼肥的最佳時(shí)期是開花期和結(jié)莢期，兩個(gè)時(shí)期同時(shí)增施增產(chǎn)效果最顯著，同時(shí)增收增效效果最佳，鼓粒期增施硼肥效果不顯著。另外，本研究只選用一種硼肥用量，不同用量硼肥對大豆產(chǎn)量的影響還需研究。